鎢銅合金 - 高能球磨機械合金化法

鎢銅合金由難熔的鎢和導電性較高的銅組成,因為鎢和銅的熔點相差甚大,二者完全不相溶,所以傳統的方法製造的鎢銅合金過程困難,為了達到粉末的合金化高能球磨過程中產生了多種應變、缺陷及納米級的微結構,鎢銅合金粉末的混合物在機械合金化中也經歷了重複變形、冷焊、粉碎的過程。

機械合金化法是通過高能球磨,使合金化的粉末和欲活化在多次的摩擦中被發現,從而產生嚴重的塑性變形,冷焊形成具有片層狀結構的複合粉末,經過加工硬化複合粉末破碎,破碎的粉末展現出新鮮的院子表面易於發生焊合,粉末經過不斷的發生新的冷焊、再焊接、碎裂等過程,組織結構不斷被細化,最終獲得原子級混合實現合金化的目的。與此同時,晶粒在機械合金化的過程中被細化,晶粒的尺寸達到一定程度時,粉末燒結的表面積增加且溫度隨之下降,從而獲得高均勻分佈的鎢銅合金粉體,並有利於促進粉末的合金化。

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鎢銅合金化學成分

鎢銅合金九種不同的型號有著不同的化學成分,九種型號中CuW50的銅含量相對較高,而CuW90的銅含量最低,以下所有型號的雜質在≤0.5的範圍內,鎢含量在所有型號中都呈現均勻分佈的狀態。

鎢銅合金的化學成分:

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鎢銅合金電極

鎢銅合金電極:鎢銅合金電極是一種具有良好的導電性、熱膨脹小、高溫不軟化、高強度、高密度和高硬度,由高純度鎢粉與純度高塑性好的高導電性銅粉結合而成的複合金屬材料。可分為電阻焊電極,電火花加工電極,高壓放電管電極。

電阻焊電極:因為具有鎢的高硬度、高熔點,抗粘附的特點,經常用來做有一定耐磨性,抗高溫的凸焊、對焊電極。綜合了鎢和銅耐高溫、耐電弧燒蝕、強度高,比重大,導電導熱性好,易於切削加工,並具有發汗冷卻等特性的良好性能。

高壓放電管電極:高壓真空放電管在工作時,觸頭材料會在零點幾秒鐘的時間內溫度升高幾千攝氏度,而鎢銅較高的抗燒蝕性能、高韌性、良好的導電導熱性能所以為放電管的穩定工作提供了必要的條件。

電火花電極:針對鎢鋼、耐高溫超硬合金製作的模具需電蝕時,鎢銅具有高的電腐蝕速度,低的損耗率,精准的電極形狀,優良的加工性能,不同於普通電極損耗大且速度慢。所以能保證全面提高被加工件的精確度。

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鎢銅合金之熔滲法

鎢銅合金之熔滲法:原理主要是在毛細管力作用下,金屬液相濕潤多孔基體時,金屬液沿顆粒間隙流動,從而填充多孔W骨架孔隙,以此獲得較緻密的材料。採用該方法可以改善鎢銅合金的韌性。

熔滲法分為高溫燒結鎢骨架後滲銅和低溫燒結部分混和粉後滲銅兩種方法。高溫燒結鎢骨架後滲銅是把鎢粉壓制成形,而後在高溫的氫氣中燒結形成骨架,再在真空或保護氣氛中高於銅熔點的溫度下燒結鎢坯。在毛細管作用下,使熔融的銅滲入鎢骨架。從而研製出相對密度大於99.2%的鎢銅合金。燒結鎢骨架適宜於制取低銅含量的真空鎢銅合金。該方法可以獲得較高強度的骨架,使該材料更耐電弧燒損。鎢粉還原較充分,低熔點的雜質較難還原的低價氧化物也可以通過揮發和熱分解除去。目前,此方法被運用在一些大中型高壓斷路器和真空開關用鎢銅基觸頭生產中。

總的來說,熔滲燒結時,液相銅僅以鎢骨架孔隙的毛細管作用滲入,緻密化速度慢且程度低。此方法存在一些難以克服的問題,例如不能用來製造Cu含量低的和形狀複雜的鎢銅元件。由於對燒結條件要求苛刻,在產業化應用時,這種方法有很大的局限性。

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鎢銅合金 - 化學共澱法

鎢銅合金的化學共澱法採用化學共澱法制備鎢銅複合氧化物粉末,用氫還原獲得納米級鎢銅複合粉末,通過燒結與成形得到超細彌散分佈的鎢銅合金。

鎢銅合金化學共澱法結合氫還原工藝製備的鎢銅納米複合粉末的鎢顆粒呈多邊形、粒度為30-50nm,製造出來的鎢銅複合粉具有較高的燒結活性,熱導率達到223.1W/m.K,相比傳統產品,其導電性、硬度和抗彎強度都大幅度的提高。

鎢銅合金化學共澱法所採用的原材料為鎢酸銨、濃HNO3與無水硝酸銅。首先將濃HNO3在攪拌時加入硝酸銅中,然後將混合溶液加入(NH40)2WO4溶液中經由電磁攪拌器進行化學共澱反應,1小時後將混合溶液取出,將沉澱物放入馬弗爐中以250℃焙燒2小時左右,從而獲得複合氧化物粉末,之後在研缽中將複合粉末搗碎,鎢銅複合粉末經由強排水透氣管式爐低溫還原而成。鎢銅複合粉用鋼模成形後得到生坯相對密度為40%-47%,最後在氫氣爐中於1150-1250℃中燒結2小時,製成超細晶粒的鎢銅合金。

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